Читайте также: |
|
Интересные данные о дислокационных дефектах роста получены при исследовании кристаллов алмаза методом рентгенодифрак-ционной топографии. С помощью этого метода были установлены планарные дефекты роста (Lawan et al., 1965) и дислокации, имеющие вид радиально-лучистых пучков, идущих из центра к поверхности граней (Frank, Lang, 1959; Lang, 1964; Миусков, Орлов, 1966). На рис. 18 приведена одна из рентгенодифракционных топограмм кристалла алмаза, по которой хорошо видны дислокации, идущие из центра к поверхности граней. Эти дислокации могут наблюдаться также в поляризованном свете при скрещенных николях, что показывается при описании аномального двупреломления в кристаллах алмаза (гл. VI). Обычно исходной точкой этого типа дислокаций является микроскопического размера включение Нередко включение располагается не в центре, а в различных других точках внутри кристалла, и в этом случае дислокации в виде расходящегося пучка лучей идут от него к поверхности одной из граней кристалла. Этого типа дислокации создают на рентгенодифракционных топограммах видимость шестовато-волокнистого строения внешних зон у кристаллов четвертой разновидности (рис. 19).
ДЕФЕКТЫ, ОБУСЛОВЛЕННЫЕ ЯВЛЕНИЯМИ, РАЗВИВАЮЩИМИСЯ В ТВЕРДОЙ ФАЗЕ
ПОСЛЕ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ АЛМАЗОВ
В кристаллах алмаза, претерпевших после своего образования пластическую деформацию, появляются дислокационные и другие дефекты, приуроченные к плоскостям скольжения. Эти дефекты ответственны за эпигенетическое окрашивание алмазов в розовато-лиловый и дымчатый тона. Характер их еще окончательно не выяснен. Предполагается, что одним из них является центр N2D (табл.10).
В некоторых кристаллах алмаза после их кристаллизации происходит выделение новых обособленных твердых фаз. В центре некоторых кристаллов алмаза иногда наблюдаются крестообразные зоны, в пределах которых находится большое количество включений микроскопического размера (рис. 20). Эти включения были описаны Шахом, Лангом и Сиилом (Shah, Lang, 1963; Seal, 1966). Указанные исследователи, исходя из взаимоотношения включений с дислокациями роста, пришли к выводу, что они выделились уже в твердой фазе, т. е. являются эпигенегическими включениями – преципитатами. (Описание этого вида включений подробнее приводится в главе VIII.).
Иногда в кристаллах алмаза наблюдаются белые облакообразные образования. Некоторые исследователи без всякого обоснования называют их газовыми включениями (Gubelin, 195J, 1У&/;. В действительности, как это видно при очень большом увеличении такие «белые облака» представляют собой скопления микроскопических включений, которые, по всей вероятности, также являются эпигенетическими преципитатами. Идентификация этих включений представляет трудность в связи с их микроскопическими размерами.
Таким образом, эпигенетические явления создают определенные дефекты в кристаллах алмаза и в некоторых случаях влияют на изменение их первичного внутреннего строения и свойств.
Рис. 19. Характер строения внешних оболочек в кристаллах алмаза четвертой разновидности (coated diamonds). Высокая плотность дислокаций создает впечатление шестовато-волокнистого строения оболочек (рентгенодифракционные топограммы)
а – кристалл с желтой оболочкой из месторождения «Айхал» (Миусков, Орлов, 1966);
б – кристалл из месторождения Сьерра-Леоне (Kamija, Lang, 1965)
Рис. 20. Эпигенетические субмикроскопические включения (преципитаты), образовавшиеся в центре кристалла в результате фазового распада (Sah, Lang, 1963)
а – вид шлифа под микроскопом;
б – ентгенодифракционная топограмма шлифа
ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ – ТЕКСТУРЫ КРИСТАЛЛОВ АЛМАЗА
В результате исследования внутреннего строения кристаллов алмаза выявлены текстурные особенности кристаллов различных разновидностей, а также алмазов типов I и II.
Кристаллы алмазов с незначительным содержанием примеси азота (т.е. алмазы типа II) при рентгенографических исследованиях обнаруживают мозаично-блоковое строение. Отдельные слагающие их кристаллиты дезориентированы на незначительные углы. Протравленные поверхности пластин, выпиленных из этих кристаллов, имеют однородное, гомогенное строение.
Кристаллы алмазов, относительно обогащенные азотом (т. е, алмазы типа I), часто имеют зональное строение по октаэдру, что можно видеть из материалов, приводимых во многих работах (То-lansky, 1955; Denning, 1961; Орлов, 1963; Takagi, Lang, 1964; Seal, 1965, 1969; Орлов, Афанасьева, 1966; Grantham, 1964). На рис. 21 приведены две фотографии протравленных пластин, выпиленных из кристаллов алмаза типа I, в которых отчетливо проявлено зональное строение. Эта зональность хорошо вскрывается и в узорах двупреломления (см. гл. VI, рис. 56).
Детальное исследование поглощения волн различной длины каждой зоной кристалла алмаза типа I в ультрафиолетовом диапазоне выявило отличие их оптических свойств. Выяснено, что зоны отличаются одна от другой прозрачностью для ультрафиолетовых лучей и интенсивностью экстраотражений типа «шипов» (Takagi, Lang, 1964). Эти два свойства увязываются с концентрацией азотя и характером его вхождения в решетку алмаза. Как известно, до сих пор никакого существенного отличия в составе примесей, кроме азота, между алмазами типа I и II не выявлено (Raal, 1957; Chesley, 1942). Учитывая эти данные, а также то, что зональное строение наблюдается только в азотных алмазах типа I, можно сделать вывод, что главным образом примесь азота оказывает влияние на образование зональности по (111) в кристаллах алмаза.
Интересный материал получен Сиилом (Seal, 1965), который обрабатывал в селитре вырезанные из кристаллов пластины и затем напылял в вакууме на их протравленную поверхность тончайший слой серебра и исследовал характер строения кристаллов в металлургическом микроскопе Викерса. Таким способом, кроме отчетливо выраженных прямолинейных зон, в некоторых кристаллах были
установлены криволинейные зоны, напоминающие по своему виду полосы в агатах (рис. 22). Характер такой зональности свидетельствует о том, что она возникла эпигенетически уже в твердой фазе, возможно, в результате перераспределения примесей в объеме кристалла.
Рис. 21. Зональное строение по {111} алмазов типа I, вскрытое путем травления
а – Орлов, 1963; б – Grantham, 1964
Рис. 22. Агатоподобная зональность, наблюдавшаяся в кристалле алмаза (Seal, 1935)
Рис. 23. Характер внутреннего строения кристаллов третьей разновидности: шлиф (пластина) под микроскопом в скрещенных николях (фото Ю. П. Солодовой)
Кристаллы алмаза, относящиеся к различным разновидностям, отличаются внутренним строением. Выше показан разнообразный характер строения кристаллов первой разновидности. Шлифы из кристаллов второй разновидности не изготовлялись, поэтому о характере их текстуры нет никаких данных. Кристаллы алмаза третьей разновидности имеют специфическое внутреннее строение (рис. 23). В квадратных пластинах, получающихся при распиливании кристаллов, имеющих форму куба, всегда видно, что в центре их имеется прозрачная бесцветная крестообразная зона, соответствующая сечению октаэдрического кристалла с ясно выраженным антискелетным развитием граней; во внешней части кристалла находится много включений и мелких трещин, в связи с чем она окрашена в серый и темно-серый цвет. На основании этого можно сделать вывод, что сначала кристалл рос как правильный октаэдр, затем происходило антискелетное развитие граней, и на поздней стадии кристалл, захватывая включения, перерастал в кубическую форму. Кристаллы четвертой разновидности имеют отчетливо выраженное зональное строение. Внешняя их зона мутноватая (молочно-серая, желтая или зеленая) резко отделяется от чистого прозрачного ядра, На границе прозрачного ядра и внешней оболочки всегда находятся микроскопические включения, приуроченные к граням прозрачного кристалла — ядра, на котором образовалась оболочка. Внешняя оболочка: сама иногда имеет зональное строение: в ней наблюдается чередование прозрачных зон без включений и мутных с большим количеством микроскопических включений.
В кристаллах пятой разновидности также отчетливо выражено зональное строение: в них наблюдается прозрачная бесцветная внутренняя зона, соответствующая по своей форме сечению октаэдрического кристалла, и окаймляющая ее темная внешняя зона, в которой находится большое количество включений графита.
Изучение внутреннего строения кристаллов алмаза имеет большое значение для объяснения внешних скульптурных особенностей их округлых форм растворения, выяснения истории роста кристаллов, природы узоров двупреломления и других вопросов.
Дата добавления: 2015-08-26; просмотров: 84 | Нарушение авторских прав
<== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
КРИСТАЛЛОВ АЛМАЗА | | | МОРФОЛОГИЯ КРИСТАЛЛОВ АЛМАЗА 1 страница |